一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆的制作方法

本发明涉及一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆，属于机械加工技术领域。

背景技术：

大螺距螺杆件，在大型装备中是一种常见的重要零件，如大型压力机调整螺杆、大型船舶螺旋桨的主轴端部和紧固螺杆、塑料橡胶行业设备中的挤出螺杆、风电装备中的螺栓等等。在大螺距螺杆件的应用中，经常因为其制造精度的问题，造成工作过程中的螺纹乱扣、运动精度和定位精度差等问题，而造成这些问题的主要原因为螺杆加工过程中的刀具振动。在大螺距螺杆加工过程中，由于其具有高进给、大切深、大载荷等特点，致使加工过程中产生明显振动。特别是在精加工过程中轴向振动最大，且存在瞬时径向振动幅度大等问题；以上振动问题，会引发刀尖及切削刃实际运动轨迹与实际工作角度产生差异，而造成了大螺距螺杆件的形位精度不合格，螺纹面振纹明显等问题，所以需要一款适合大螺距螺杆件加工过程的减振刀杆减小振动对其切削过程的影响。同时，大螺距螺纹件的加工中由于分为左右刃及横刃等多处切削刃，且在精加工过程中主要通过轴向分层切削对已有螺纹槽型进行余量去除和槽型修整，且后刀面与工件的摩擦接触面积大，切削热产生多，致使精加工切削过程中的单刃切削方式冷却效果差。现在还没有与之相配的冷却刀杆，需要设计与之适应其切削过程的冷却刀杆。

综上所述，就需要一种能够适用于大螺距螺杆精加工轴向振动大，并解决瞬时振动幅度大、多刃切削冷却效果差等问题的刀杆。

技术实现要素：

本发明针对现有的大螺距螺杆刀杆不能适用精加工轴向振动大，解决瞬时振动幅度大、多刃切削冷却效果不佳的缺陷，提供了一种能够适用精加工轴向振动大，并解决瞬时振动幅度大，多刃切削冷却效果差等问题的冷却减振刀杆。

本发明所涉及的一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆的技术方案如下：

本发明所涉及的一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆，其特征在于 ：包括冷却单元、减振单元、刀杆体。

本发明所涉及的一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆，它包括车刀、刀杆体、冷却单元、减振单元、刀杆密封盖，所述车刀通过紧定螺钉固定于刀杆体的一端，所述刀杆体上侧加工有矩形深槽放置减振单元，所述刀杆体与刀杆密封盖相配合用于封装减振单元，所述刀杆体安装车刀一端设有冷却单元，所述冷却单元包括、冷却喷头、切削液流入接头、卸荷阀、类T型切削液流道、可伸缩冷却液软管、冷却变向滑道以及机床的冷却系统，所述类T型切削液流道竖直方向为通孔且水平方向流道与竖直方向流道贯通，所述类T型切削液流道竖直方向流道上端与切削液流入接头连接、竖直方向流道下端与卸荷阀连接、水平方向流道与可伸缩冷却液软管连接且可伸缩冷却液软管位于水平方向流道内，所述类T型切削液流道竖直方向流道上下端及水平方向流道内部都攻有螺纹，所述切削液流入接头、卸荷阀、可伸缩冷却液软管均采用螺纹连接，所述切削液流入接头与机床的冷却系统连接，所述可伸缩冷却液软管由两个螺纹接头和可伸缩管组成，所述可伸缩冷却液软管内牙螺纹接头与冷却喷头螺纹连接、外牙螺纹接头与冷却喷头螺纹连接且其位于类T型切削液流道水平方向流道内，所述冷却喷头位于刀杆体安装车刀一端并位于车刀上侧冷却变向滑道内。

进一步的：所述冷却液通过切削液流入接头流入冷却单元，冷却液沿水平方向通过可伸缩冷却液软管到达冷却喷头，压力过大时，冷却液通过卸荷阀接软管令卸荷或排出的切削液回流到切削液箱中。

进一步地：所述减振单元包括刀杆体矩形深槽、弹簧减振支杆、阻尼壳、永磁体、密封垫圈、内六角螺钉，磁性液体，所述的刀杆体矩形深槽位于近车刀一端其内填充有磁性液体，所述阻尼壳、弹簧减振支杆位于刀杆体矩形深槽内，所述阻尼壳的六个面都设有阻尼小孔与弹簧减振支杆连接，所述弹簧减振支杆7与刀杆体矩形深槽连接固定，所述阻尼壳内部设有永磁体并悬浮于阻尼壳中，刀杆体矩形深槽的开口上沿部凹槽中装有密封垫圈，刀杆密封盖通过内六角螺钉和刀杆体紧密连接，所述内六角螺钉位于刀杆体矩形深槽外沿且呈对称分布。

进一步地：所述永磁体为优选的与阻尼壳完全浸没在磁性液体中，所述永磁体在刀杆体矩形深槽内形成一个不均匀环流磁场，令刀杆体矩形深槽内的磁性液体产生具有速度梯度的流动流动，这样可以依靠液体黏性耗能原理耗散能量，所述永磁体与磁性液体相互作用，在二阶浮力作用下克服自身重力实现自悬浮，可以起到一定的质量块的效果对能量进行耗散，同时在磁性液体一克服磁液的阻力运动造成耗能，所述阻尼壳通过位于六个面上的六个弹簧减振支杆与刀杆体矩形深槽内壁连接固定，连接方式为螺纹连接，所述六个弹簧减振支杆在振动作用下发生弹性形变对能量进行耗散，同时对阻尼壳起到支撑作用，所述阻尼壳在磁性液体中对磁液的阻尼特性具有放大作用，所述阻尼壳六个面开设阻尼小孔范围为0.01mm-2mm，且阻尼壳8采用的是非磁、非导磁类材料。

进一步地：所述冷却喷头具有可移动性，通过按压冷却喷头使弹簧压缩，最终令冷却喷头部分退回到冷却变向滑道中实现滑动，到达预定位置后松开按压的冷却喷头，所述弹簧伸长把冷却喷头固定在左、中、右三侧预定位置，所述可伸缩冷却液软管为冷却喷头持续提供冷却液，所述可伸缩冷却液软管包括内牙螺纹接头、外牙螺纹接头、可伸缩管，所述内牙螺纹接头与可伸缩管、外牙螺纹接头与可伸缩管采用卡套式连接、胶接等连接方式，所述冷却喷头根据工作切削刃选择主要喷洒方向，对车刀的左刃、右刃及横刃的后刀面与工件接触区域进行冷却降温。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆，结构紧凑，功能多样，不仅实现了减振功能还能够对刀具实现高效的冷却。所设计的减振单元安装在刀杆加工大螺距螺杆时振动频率最集中和振幅最大处，且具有多层次减振功能，减小了振动的衰减周期，也解决了刀杆不能适用精加工轴向振动大的情况，并解决了瞬时振动幅度大的问题，有效的减少了精加工车刀切削时的振动以及机床传递给车刀的振动；所设计的冷却喷头能够通过喷头的调节和位置的变化改变切削液方向，令射出的切削液射向加工过程的主要切削刃处，实现了冷却方向的可调，令切削液的使用达到了优化，减少切削液的浪费，增加了企业的经济价值。

附图说明

图1为冷却减振刀杆A-A剖视方向结构示意图；

图2为冷却减振刀杆结构俯视图；

图3冷却减振刀杆减振单元示意图；

图4为冷却减振刀杆右视图；

图5为可伸缩冷却液软管结构示意图；

图6位冷却喷头结构示意图；

图中：1为车刀、2为冷却喷头、3为紧定螺钉、4为切削液流入接头、5为内六角螺钉、6为刀杆密封盖、7为弹性减振支杆、8为阻尼壳、9为磁性液体、10为密封垫圈、11为永磁体、12为卸荷阀、13为刀杆体、14为可伸缩冷却液软管、16为冷却变向滑道、17为阻尼小孔、18为内牙螺纹接头、19为可伸缩管、20为外牙螺纹接头、21为弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1

结合图1和图6说明本实施例，在本实施例中，本发明所涉及的一种新型大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆，其特征在于，它包括车刀1、刀杆体13、冷却单元、减振单元、刀杆密封盖6，所述车刀1通过紧定螺钉3固定于刀杆体13的一端，所述刀杆体13上侧加工有矩形深槽放置减振单元，所述刀杆体13与刀杆密封盖6相配合用于封装减振单元，所述刀杆体13安装车刀1一端设有冷却单元，所述冷却单元包括、冷却喷头2、切削液流入接头4、卸荷阀12、类T型切削液流道14、可伸缩冷却液软管15、冷却变向滑道16以及机床的冷却系统，所述类T型切削液流道14竖直方向为通孔且水平方向流道与竖直方向流道贯通，所述类T型切削液流道14竖直方向流道上端与切削液流入接头4连接、竖直方向流道下端与卸荷阀12连接、水平方向流道与可伸缩冷却液软管15连接且可伸缩冷却液软管15位于水平方向流道内，所述类T型切削液流道14竖直方向流道上下端及水平方向流道内部都攻有螺纹，所述切削液流入接头4、卸荷阀12、可伸缩冷却液软管15均采用螺纹连接，所述切削液流入接头4与机床的冷却系统连接，所述可伸缩冷却液软管15由两个螺纹接头18、20和可伸缩管19组成，所述可伸缩冷却液软管15内牙螺纹接头18与冷却喷头2螺纹连接、外牙螺纹接头20与冷却喷头2螺纹连接且其位于类T型切削液流道14水平方向流道内，所述冷却喷头2位于刀杆体3安装车刀1一端并位于车刀1上侧冷却变向滑道16内。所述车刀1为高速钢螺纹成型车刀。

更为具体地：如图1所示，所述冷却液通过切削液流入接头4流入冷却单元，冷却液沿水平方向通过可伸缩冷却液软管15到达冷却喷头，压力过大时，冷却液通过卸荷阀12接软管令卸荷或排出的切削液回流到切削液箱中。

更为具体地：如图1和图3所示，所述减振单元包括刀杆体13矩形深槽、弹簧减振支杆7、阻尼壳8、永磁体11、密封垫圈10、内六角螺钉5，磁性液体9，所述的刀杆体13矩形深槽位于近车刀1一端其内填充有磁性液体9，所述磁性液体9为MF04型号磁性液体，所述阻尼壳8、弹簧减振支杆7位于刀杆体13矩形深槽内，所述阻尼壳8的六个面都设有阻尼小孔17与弹簧减振支杆7连接，所述弹簧减振支杆7与刀杆体13矩形深槽连接固定，所述阻尼壳8内部设有永磁体11并悬浮于阻尼壳8中，刀杆体13矩形深槽的开口上沿部凹槽中装有密封垫圈10，刀杆密封盖6通过内六角螺钉5和刀杆体13紧密连接，所述内六角螺钉5位于刀杆体13矩形深槽外沿且呈对称分布。内六角螺钉5选用M4螺钉。

更为具体地：如图1和图3所示，所述永磁体11为优选的与阻尼壳8完全浸没在磁性液体9中，所述永磁体11在刀杆体13矩形深槽内形成一个不均匀环流磁场，令刀杆体13矩形深槽内的磁性液体9产生具有速度梯度的流动流动，这样可以依靠液体黏性耗能原理耗散能量，所述永磁体11与磁性液体相互作用，在二阶浮力作用下克服自身重力实现自悬浮，可以起到一定的质量块的效果对能量进行耗散，同时在磁性液体一克服磁液的阻力运动造成耗能，所述阻尼壳8通过位于六个面上的六个弹簧减振支杆7与刀杆体13矩形深槽内壁连接固定，连接方式为螺纹连接，所述六个弹簧减振支杆7在振动作用下发生弹性形变对能量进行耗散，同时对阻尼壳8起到支撑作用，所述阻尼壳8在磁性液体中对磁液的阻尼特性具有放大作用，所述阻尼壳六个面开设阻尼小孔17范围为0.01mm-2mm，且阻尼壳8采用的是非磁、非导磁类材料。永磁体11选用体积小、磁力强且为两极微发散式管状磁体，为稀土类永磁材料。阻尼壳8选用高硬度铝合金，优选的壳体厚度为8mm，阻尼小孔直径为0.1mm，其孔的形式为直孔，孔覆盖率约为7%~25%。四个弹性减振支杆选用复合材料，具有一定的减振消振性能，能够减小永磁体11与壳体的碰撞产生的振动。

更为具体地：如图4、图5和图6所示，所述冷却喷头2具有可移动性，通过按压冷却喷头2使弹簧20压缩，最终令冷却喷头2部分退回到冷却变向滑道16中实现滑动，到达预定位置后松开按压的冷却喷头2，所述弹簧21伸长把冷却喷头2固定在左、中、右三侧预定位置，所述可伸缩冷却液软管15为冷却喷头2持续提供冷却液，所述可伸缩冷却液软管15包括内牙螺纹接头18、外牙螺纹接头20、可伸缩管19，所述内牙螺纹接头18与可伸缩管19、外牙螺纹接头20与可伸缩管19采用卡套式连接，所述冷却喷头2根据工作切削刃选择主要喷洒方向，对车刀1的左刃、右刃及横刃的后刀面与工件接触区域进行冷却降温。冷却喷头2材料为高强度的高分子聚合物，并具有良好的经济性。